Masse (Elektronik)


Masse (Elektronik)
Symbol für Signalmasse
Symbol für Gehäuse-
Verbindung

Als Masse (engl. chassis ground, abgekürzt GND) bezeichnet man einen leitenden Körper, der im Regelfall mit dem PotentialVolt definiert wird und das Bezugspotential für alle Signal- und Betriebsspannungen darstellt. Meist ist der elektrische Minuspol ( − ) der speisenden Spannung zugleich Masse. Der positive Pol der Speisespannung ( + ) sowie alle anderen elektrischen Spannungen und elektrischen Signale einer elektrischen Schaltung beziehen sich auf das Massepotential. Masse ist der gemeinsame Anschluss der meisten Bauelemente.

Beispiele, bei denen der positive Pol der Speisespannung als Massepotential fungiert, sind weiter unten genannt. Auch bei Wechselstromschaltungen kann ein Massepotential bzw. -anschluss definiert sein.

Masse kann im Prinzip jeder beliebige Knoten einer elektrischen Schaltung sein und als Bezugspotential für die Festlegung aller Spannung in diesem Netzwerk verwendet werden. Das Massepotential ist oft, jedoch nicht zwingend, nahe oder gleich dem Erdpotential. Die Masse ist oft galvanisch (elektrisch direkt) mit der Erde verbunden, das wird als Erdung bezeichnet.

In älteren Publikationen wird die Masse auch als Signalerde bezeichnet.

Inhaltsverzeichnis

Masseanschluss als Schutzmaßnahme

Elektrisch leitende Gehäuseteile und berührbare Teile elektrischer Einrichtungen mit gefährlichen Spannungen sind entweder mit Schutzleitern miteinander und der Erde (das Schutzleiternetz der Elektroinstallation oder ein Erder) verbunden oder sie sind durch eine Schutzisolierung sicher galvanisch vom Netz getrennt (vgl. Schutzklasse, siehe auch Schutzleiter).

Auch beim Blitzschutz werden relevante Metallteile in die Schutzmaßnahmen einbezogen, d. h. verbunden und geerdet.

Oft ist es jedoch nicht zweckmäßig, möglich oder erlaubt, Massepotentiale direkt mit der Erde zu verbinden. Gründe können große Ausgleichs- oder Störströme sein. In diesen Fällen muss dafür gesorgt werden, dass das Massepotential keine großen Spannungen gegenüber Erde annehmen kann, insbesondere dann, wenn (z. B. aus Gründen der elektrischen Abschirmung) berührbare Gehäuseteile Massepotential besitzen müssen.

Beispiele

Beim Automobil und auch bei Motor- und Fahrrädern ist das Massepotential die Karosserie bzw. der Rahmen. Als leitfähiges Teil, welches sich über das gesamte Fahrzeug erstreckt, dient es zugleich als Rückleiter für das Bordnetz – zu jedem Verbraucher muss nur eine Leitung verlegt werden. Im Automotive-Bereich wird die Masse herstellerübergreifend mit „Klemme 31“ bezeichnet (siehe Klemmenbezeichnung).

Dabei ist es unerheblich, ob es sich bei der Bordspannung um eine positive (z. B. Automobile in Deutschland) oder negative (z. B. englische Automobile) Gleichspannung oder um Wechselspannung (z. B. Fahrrad) handelt.

Fernmeldetechnische Anlagen wie das Telefonnetz haben aus historischen Gründen oft den Pluspol ihrer Stromversorgungen als Bezugspotential, dieser Pol ist auch geerdet. Die Speisespannung einer Fernmeldeanlage ist z. B. −48 V bzw. −60 V, gemessen gegen Erde.

Auch ältere Elektronikbaugruppen mit Germaniumtransistoren hatten oft den positiven Pol der Speisespannung als Masse. Grund war die vorrangige Verwendung von PNP-Transistoren, deren Emitteranschluss das positivste Potential führt. Heute benutzt man Siliziumtransistoren, die leichter als NPN-Typ zu fertigen sind – damit wurde der Minuspol zur Masse.

Auf Leiterplatten ist das Massepotential der umfangreichste Leiterzug, da daran die meisten Bauteile angeschlossen sind. Oft ist er auch als Fläche über die gesamte Leiterplatte ausgebreitet (Massefläche, Masseebene), um Potentialunterschiede und Störeinflüsse zu vermeiden.

Bei Audio- und Analogschaltungen sind jedoch Signalmasse und alle anderen Massepotentiale in nur einem Punkt (Sternpunkt) miteinander verbunden, um Störspannungen zu vermeiden – nur dieser Punkt ist das eigentliche Bezugspotential, alle anderen Orte der Masse können aufgrund von Spannungsabfällen infolge von hohen Strömen entlang der Leiterzüge geringfügig andere Potentiale annehmen.

Bei Personal Computern ist das Massepotential zugleich Gehäuse- und Erdpotential.

Bei Hochfrequenzanlagen und -baugruppen ist das Massepotential immer mit dem Gehäuse verbunden. Auch bei Audioverstärkern ist das hilfreich, um Störeinstrahlungen zu vermeiden. In beiden Fällen kann es zu Problemen kommen, wenn diese Signalmasse an mehreren Stellen mit dem Erdpotential verbunden ist (siehe Brummschleife, auch Erdschleife). Gründe für solche Verbindungen sind der Blitzschutz sowie die Schutzmaßnahme Schutzerdung.

Abhilfe bieten bei Antennenanlagen Mantelstromfilter, bei Audioanlagen und im Labor Trenntransformatoren bzw. Trenn-Übertrager oder Differenzeingänge, die es gestatten, die Signalmasseverbindung zwischen Geräten zu unterbrechen.

Symbole und Darstellung

In der Schaltungstechnik (Schaltplan) werden aus Übersichtlichkeitsgründen die Punkte mit Massepotential meist nicht verbunden gezeichnet, sondern jeweils mit einem Massesymbol versehen, das wie ein Signalname später in der realen Baugruppe eine Verbindung symbolisiert.

In Deutschland ist die Gestalt dieser Massesymbole nach der DIN-Norm festgelegt. Für Europa legt die ISO-Normung fest, wie das Massesymbol auszusehen hat.

Außen an Geräten sind häufig Schraubklemmen für zusätzliche Masseverbindungen angebracht. Das können zusätzliche Erdanschlüsse aus Sicherheitsgründen (Schutzleiteranschluss) oder separate Anschlüsse der Signalmasse bzw. der Gehäuse sein (Funktionserdung). Beide unterscheiden sich in den dazu angebrachten Symbolen (siehe oben) sowie in den daran angeschlossenen Leiterquerschnitten und -anforderungen.

Weblinks

 Commons: Masse – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Virtuelle Masse (Elektronik) — Die virtuelle Masse (auch virtueller Nullpunkt, VNP) beschreibt in der Elektronik einen Punkt einer elektrischen Schaltung, der trotz fließender Ströme ein Massepotential aufweist, jedoch nicht direkt mit der Masse verbunden ist. Die Realisierung …   Deutsch Wikipedia

  • Masse — (lat. massa – Klumpen, griech. maza – Brotteig) wird verwendet zur Betonung der Menge oder des Gesamten, von der Form und den Details abstrahierend, insbesondere für Masse (Physik), die Ursache der Gewichtskraft und Maß der Trägheit des Körpers… …   Deutsch Wikipedia

  • Virtuelle Masse — Der Begriff virtuelle Masse wird in folgenden Zusammenhängen verwendet: In der Elektronik für die Bezeichnung Virtuelle Masse (Elektronik). In der Physik als alternative Bezeichnung für virtuelle Teilchen. Diese Seite ist eine Begriffsklä …   Deutsch Wikipedia

  • Röhre (Elektronik) — Eine Elektronenröhre ist ein elektronisches Bauelement, das aus einem evakuierten oder gasgefüllten Kolben aus Glas, Stahl oder Keramik besteht, in den mehrere Elektroden, mindestens eine Kathode mit Heizung und eine Anode, eingelassen und von… …   Deutsch Wikipedia

  • Gedruckte Elektronik — Herstellung elektronischer Strukturen im Tiefdruck auf Papier (Technische Universität Chemnitz). Gedruckte Elektronik (englisch printed electronics) bezeichnet elektronische Bauelemente, Baugruppen und Anwendungen, die vollständig oder… …   Deutsch Wikipedia

  • Liste der Schaltzeichen (Elektrik/Elektronik) — In diesem Artikel oder Abschnitt fehlen folgende wichtige Informationen: Es fehlen u. a. Schaltzeichen und graphischen Symbole für Akkumulatoren und Primärzellen Koppelstufen Wählerelemente Fernsprecher Sende und Empfangseinrichtunge …   Deutsch Wikipedia

  • Addierverstärker — Der Operationsverstärker (Abk. OP, OPV, OV, OpAmp, OA) ist ein elektronischer Verstärker, der einen invertierenden und einen nichtinvertierenden Eingang besitzt und eine sehr hohe Verstärkung aufweist. Als Eingangsschaltung wird immer ein… …   Deutsch Wikipedia

  • Dielektrische Absorption — Prinzipdarstellung eines Kondensators mit Dielektrikum Ein Kondensator („Verdichter“, von lat.: condensus: „dichtgedrängt“, bezogen auf die elektrischen Ladungen) ist ein passives elektrisches Bauelement mit der Fähigkeit, elektrische Ladung und… …   Deutsch Wikipedia

  • Differenzierer — Der Operationsverstärker (Abk. OP, OPV, OV, OpAmp, OA) ist ein elektronischer Verstärker, der einen invertierenden und einen nichtinvertierenden Eingang besitzt und eine sehr hohe Verstärkung aufweist. Als Eingangsschaltung wird immer ein… …   Deutsch Wikipedia

  • Elektrometerverstärker — Der Operationsverstärker (Abk. OP, OPV, OV, OpAmp, OA) ist ein elektronischer Verstärker, der einen invertierenden und einen nichtinvertierenden Eingang besitzt und eine sehr hohe Verstärkung aufweist. Als Eingangsschaltung wird immer ein… …   Deutsch Wikipedia